阀门的密封性能是评定阀门质量性能的一个重要指标。现在大部分的调节阀或者通用阀门阀杆和填料密封为接触式密封,因其结构简单、装配及更换方便、成本低廉而被广泛采用。
阀门中阀杆和填料处的泄漏又是常见的现象。填料之所以能起到密封的作用,其原理现在主要存在两大密封观点,分别是“轴承效应”和“迷宫效应”。
填料的“轴承效应”是指在盘根填料和阀杆之间,挤压填料以及在外部的润滑剂作用下,因为张力在阀杆的接触面形成一层液膜,使填料和阀杆形成类似于滑动轴承的关系,这样填料和阀杆就不会因为过度摩擦而出现磨损,同时因为液膜存在,填料和阀杆时刻处于密封状态。试验证明池正流状态(介质流动方向与蝶板转动方向相同)时,密封面的压力是传动装置的力矩和介质压力对阀板的作用产生的。
高温阀门填料结构外漏分析
在高温工况下,如选用石墨盘根密封结构,很容易出现外漏情况。经分析原因如下:
石墨盘根装入填料函内,通过填料压盖上紧固螺栓松紧来施加对填料的轴向压力。由于填料具有一定程度的可塑性,受轴向压力后产生径向压力和微变形,内孔与阀杆紧密贴合,但是这种贴合上下不是均匀的。通过填料压力分布和填料密封力分布可知,填料函中上部填料和下部填料受介质压力是不均匀的。直接导致两部分填料塑性变形不一致,容易出现填料与阀杆的局部密封过度或者密封不足,同时靠近压盖处受的径向压紧力大,所带来的填料与阀杆的摩擦力也大,在此处阀杆和填料容易出现磨损。高温调节阀阀板的下端设计成半圆形,完全通过阀板上下运动来调节风量。
在高温情况下,温度越高,石墨盘根膨胀越大,摩擦力也随之加大,高温所带来的散热不及时,加速了阀杆和填料的磨损率,这也是高温阀门填料容易出现外漏的主要原因。
常见阀门填料结构和选择
常见的阀杆填料密封结构主要有压板、压盖、隔套、填料等组成。为了达到良好的密封效果,一般要求填料具有***致密,化学稳定性好,摩擦系数低等特点。一般在温度低于200℃,填料常选用聚四氟乙烯盘根,其具有的高润滑、不粘性、电绝缘性和良好的抗老化等特点,广泛用于石油、化工、制药等领域。球阀一般有高温类、低温类、防腐类、耐磨类等,结构形式有一片式、二片式、三片式、偏心式、上装式、侧装式、法兰式、卡套式、对夹式、螺纹式、固定式、浮动式等。
在200°到450°温度工况下,石墨盘根因具有耐高温、自润滑、低摩擦系数等特点,被广泛选用。石墨盘根根据用途已研制出各种分类,在实际应用中,填料可根据实际工况条件选择合适的石墨盘根类型,例如250℃、低压工况场合可选择膨胀石墨盘根,中、高压可选择增强型石墨盘根或者两者组合使用。可以说非常实用,这种材料具有一定的耐腐蚀性、硬度也比较高,而且具有的耐热性刚好符合高温管道的需求。
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